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Quaternario, dal mare ai ghiacci – parte I di Aaronne Colagrossi

 

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Fin dai primi anni di Università, il Quaternario (chiamato anche Neozoico), mi ha sempre affascinato poiché, oltre che essere il Periodo geologico nel quale si è evoluto il Genere Homo, presenta anche strette connessioni con il mondo in cui viviamo noi oggi: una sorta di finestra sul passato più prossimo a noi. Il Quaternario è parte essenziale sia dell’Era del Cenozoico e sia dell’Eone del Fanerozoico; per Era si intende un intervallo temporale di alcune centinaia di milioni di anni, mentre per Eone si intende mezzo miliardo di anni o più.

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Giovanni Arduino 1714-1795 – fondatore della stratigrafia

Il termine “quaternario” fu coniato dal geologo italiano Giovanni Arduino nel 1759. Arduino, professore di mineralogia e chimica all’Università di Venezia, intuì grazie ai suoi studi sul fiume Po e sulle Alpi che la suddivisione delle “vecchie ere” andava fatta in base ad eventi catastrofici naturali di grande portata. In seguito il termine “quaternario” fu ripreso nel 1829 dal geologo e archeologo francese Jules Pierre François Stanislaus Desnoyers sulla base di studi sedimentologici effettuati sul fiume Senna. Nel corso del Novecento, l’identificazione dei vari Piani del Quaternario (i Piani sono intervalli temporali dai 2 ai 10 milioni di anni), trovò alcune difficoltà; in parte fu dovuto sia perché in molte zone tropicali del globo non vi erano evidenze marcate di questo Periodo geologico, sia per le sue suddivisioni interne, fondamentali ai fini stratigrafici. Inoltre, non erano state individuate crisi faunistiche evidenti, ovvero estinzioni di massa. Oggi sappiamo che gli scienziati erano in errore; infatti molti studi attuali sulle variazioni eustatiche del livello marino, sulle variazioni dell’ossigeno, sullo spessore dei ghiacci (nonché dei ghiacciai), sull’evoluzione di molti mammiferi e sui cambiamenti climatici globali fanno riferimento proprio ad eventi quaternari.

Quaternario
Il Quaternario è suddiviso in due epoche geologiche ovvero, dalla più recente alla più antica, l’Olocene che va da oggi a 11.700 anni fa ed il Pleistocene, da 11.700 anni a 2.5 milioni di anni fa. La classificazione del Quaternario, in termini stratigrafici, paleontologici e cronologici, è molto complessa; in realtà solo dal 2009 la comunità scientifica internazionale, a seguito dell’accordo raggiunto dalla International Commission on Stratigraphy, ha dato precise indicazioni sulla strutturazione del Periodo Quaternario, definendo molti passaggi e ricollegando molti “fili” rimasti sospesi per parecchio tempo. Il Quaternario si può anche suddividere, per comodità descrittiva, in tre tipologie:

(a) Quaternario marino

(b) Quaternario glaciale.

(c) Quaternario con unità faunistiche.

In questa prima parte analizzerò esclusivamente il Quaternario marino. Partiamo dal Quaternario inferiore con un Piano geologico chiamato Gelasiano.

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San Nicola, presso la città di Gela, Sicilia

Gelasiano
Questo piano è individuato in un intervallo temporale compreso tra gli 1.8 ed i  2.5 milioni di anni fa e prende il nome (riconosciuto a livello internazionale) dalla Sezione tipo (ovvero dall’affioramento in campo) di San Nicola, presso la città di Gela, in Sicilia. Il Gelasiano si identifica innanzitutto per il suo paleomagnetismo. Per i non addetti ai lavori, il paleomagnetismo è una disciplina della geofisica che studia le proprietà magnetiche delle rocce e dei sedimenti in base ai minerali ferromagnetici in esse contenute (piccole quantità) che si allineano in base al campo magnetico terrestre (variabile nel tempo). Per grandi linee si può identificare un periodo normale (riferito allo stesso campo dei giorni nostri) o inverso (rispetto a quello odierno); questo comporta che il cambiamento di verso del vettore della magnetizzazione residua al momento della deposizione delle rocce può cambiarne le proprietà magnetiche. Il cambiamento del campo magnetico terrestre è avvenuto frequentemente nel corso della storia geologia del nostro pianeta ed è stato ben analizzato nel Periodo Quaternario. Ogni periodo paleomagnetico porta un nome in base allo scienziato che lo ha identificato o in base alla località sul globo dove è possibile studiarlo. Nel caso del Gelasiano, esso viene compreso tra due periodi paleomagnetici normali (Gauss – Olduvai) a cui si interpone un periodo a magnetismo inverso (chiamato Reunion), identificato con un picco massimo circa 2.15 milioni di anni fa.

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Il Gelasiano fu inoltre caratterizzato da livelli isotopici marini dell’ossigeno (ovvero del rapporto tra l’ossigeno leggero O16 e l’ossigeno pesante O18 ) di circa 100 con un minimo a 63 al passaggio con il periodo magnetico normale Olduvai. Questo rapporto varia in base alla temperatura del mare, agli accumuli marini di gusci calcarei di particolari foraminiferi e a quello del carbonato di calcio presente nei sedimenti marini. In base alla variazione del rapporto (quindi all’aumentare dell’ossigeno pesante o dell’ossigeno leggero) si identificano fasi con acqua di mare più fredda o più calda.

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Vrica, a sud di Crotone, Calabria ionica

Il Gelasiano inferiore fu contraddistinto anche dalla scomparsa di due specie di nannolancton (a forma di stella), il Discoaster pentaradiatus e Discoaster surculus. Al piano del Gelasiano seguì il Calabriano (0.7 – 1.8 milioni di anni fa) che prende il nome dalla Sezione tipo della Vrica, 4 chilometri a sud di Crotone, sulla Calabria ionica.

Il Piano del Calabriano è suddiviso in tre Sottopiani:

a. Il Santerniano (1.8 – 1.5 milioni di anni fa), questo Sottopiano è stato identificato nella valle del Santerno (Imola) ed è caratterizzato dalla comparsa del bivalve eterodonte Arctica islandica, una vongola oceanica di ambiente freddo (come intuite dal nome) proveniente dall’Atlantico settentrionale. Durante il Santerniano comparve anche il foraminifero planctonico Globorotalia infilata, un prezioso marker del Calabriano. Si tratta di un fossile presente in molti siti del mondo, dalla Cina, alle lontane isole del Pacifico meridionale, sino al Messico, al Mediterraneo e all’Atlantico settentrionale. Nel Santerniano scomparve il foraminifero planctonico Globigerinoides obliquus;

b. l’Emiliano (1.5 – 1.2 milioni di anni fa). Sia nel Sottopiano Santerniano che nell’Emiliano, il paleomagnetismo fu inverso, con il periodo magnetico definito Matuyama (dal nome del geofisico giapponese che lo studiò ed identificò). Durante l’Emiliano i livelli isotopici dell’ossigeno ebbero un valore di 47. Comparve anche il foraminifero bentonico Hyalinea baltica, anche questo un ospite freddo che fu un importante marker per il Pleistocene. Anche l’Emiliano (come intuirete) è stato descritto nella valle del Santerno;

c. il Siciliano (0.7 – 1.2 milioni di anni fa). La Sezione tipo di questo Sottopiano è posta nel Comune di Ficarazzi (vicino Palermo). Questo Sottopiano, oltre ad avere un paleomagnetismo normale (identificato come Jaramillo, dal nome di un torrente nel New Mexico), presenta la contemporaneità di Arctica islandica, di Hyalinea baltica e di un nuovo ospite, la Globorotalia truncatulinoides excelsa.

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Arctica islandica

Il limite superiore del Calabriano si rinviene sia in Sicilia (a Ficarazzi) sia a Montalbano Ionico (in Provincia di Matera). Inoltre, al limite superiore di questo Piano, comparve il nannofossile calcareo Pseudoemiliania lacunosa, descritto in Antartide, in Australia, in Italia, in Irlanda, in Oman, in Nuova Zelanda, in Portogallo, alle Seychelles e in tante altre località del globo.

Ioniano
Il Pseudoemiliania lacunosa ci introduce nel successivo Piano del Quaternario, lo Ioniano. Compreso tra i 781.000 e i 126.000 anni fa, esso non è stato ancora formalizzato ma viene descritto da vari affioramenti (comunque riconosciuti a livello mondiale) presenti prevalentemente lungo la costa italica del Mar Ionio. Esso viene identificato specialmente per il magnetismo, in particolare al cambio magnetico normale – inverso di Brunhes/Matuyama (Brunhes deriva dal geofisico francese Antoine Joseph Bernard Brunhes, pioniere del paleomagnetismo). Inoltre, il suo Piano, al limite superiore, presenta uno stadio isotopico dell’ossigeno pari a 5.

Tarantiano
Successivo allo Ioniano è il Tarantiano, definito presso il lago di Monticchio (PZ), dove abbiamo la datazione più antica del passaggio con lo Ioniano, ovvero 126.000 anni.
Il limite superiore del Tarantiano introduce l’Olocene, che iniziò circa 11.700 anni fa. Durante il Tarantiano avvennero parecchi eventi catastrofici che saranno descritti nei miei prossimi articoli. Da un punto di vista puramente marino, i sedimenti costieri si arricchirono di nuovi ospiti, più caldi rispetto ai precedenti. In particolare nel Sottopiano Tirreniano, descritto geologicamente lungo le coste tirreniche dell’Italia comparve il gasteropode Strombus bubonius.

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Strombus bubonius

Il Tirreniano è databile intorno ai 126.000 anni fa ed è caratterizzato da un valore dello stadio isotopico dell’ossigeno uguale a 5. Questo importante gasteropode ci dice che l’interglaciale caldo, che segnò questa epoca geologica, ebbe un livello marino più alto rispetto all’attuale di circa 5 metri. I depositi tirreniani, generalmente caratterizzati da roccia arenacea e calcarenitica, sono definiti anche panchina tirreniana. Questo sta a significare che all’epoca il volume oceanico era molto più elevato e causato probabilmente dallo scioglimento dei ghiacci nell’interglaciale di riferimento.

Curiosità: alcuni criptozoologi ritengono che il gigantesco squalo Carcharocles megalodon si sia estinto alla fine del Tirreniano, quando iniziò l’era glaciale Würmiana / Wisconsiniana / Weichseliana / Merida / Fraser (identificata con più nomi, sia storicamente sia in base alla localizzazione sul globo). Naturalmente questa è solo una delle tante teorie che circondano questo magnifico animale marino.

Olocene
L’ultima Epoca che mi accingo a descrivere è l’Olocene, ovvero la nostra epoca. Da un punto di vista isotopico l’ossigeno si attestò a 1. L’Olocene viene considerato un periodo interglaciale caldo ed il suo limite inferiore è stato convenzionalmente stabilito a 11.700 anni fa. L’unico Sottopiano marino dell’Olocene è il Versiliano, descritto in Versilia. Sostanzialmente il Versiliano è composto da depositi marini e salmastri costieri con evidenti depositi torbieri.

Concludo con un’altra curiosità: non tutti sanno che uno dei più grandi geologi d’Italia sul Quaternario è il professore Odoardo Girotti, di cui seguii il corso di geologia del Quaternario. Il prof. Girotti (cui mando un caloroso saluto) è anche il fratello maggiore di Mario ― il grande attore Terence Hill.

Siamo giunti alla fine di questa prima parte dedicata al Quaternario marino. Nella seconda parte descriverò il Quaternario glaciale.

Riferimenti
La letteratura bibliografica riguardante il Quaternario e vasta e, purtroppo, non sapientemente raccolta in un unico volume. Questa raccolta di dati proviene da appunti universitari e vari libri di sedimentologia, geomorfologia, stratigrafia, rilevamento geologico e paleontologia dei vertebrati e degli invertebrati. Grazie per l’attenzione ed a presto con il Quaternario glaciale.

colagrossi 2Aaronne Colagrossi
geologo reporter scrittore
www.aaronnecolagrossi.it

 

 

 

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